Определение величины предварительного напряжения в арматуре и стальных канатах: Методические указания к лабораторному практикуму по дисциплине «Обследование, испытание зданий и сооружений»

АКУСТИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕЛИЧИНЫ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ В АРМАТУРНОМ СТЕРЖНЕ И КАНАТЕ

Сущность метода состоит в том, что частота собственных колебаний нагруженного стержня (каната), закрепленного по концам, связана с напряжениями следующей зависимостью:

,                                              (1)

где – частота собственных колебаний стержня (каната), Гц;

 – длина стержня (каната) между точками закрепления, м;

– напряжение в стержне (канате).

Акустический метод основан на измерении частоты собственных колебаний арматурного стержня (каната) с дальнейшим подсчетом напряжений, используя зависимость (1). Техническое воплощение акустический метод нашел в бесконтактных измерителях предварительных напряжений. В данной работе рассматривается прибор ИПН-6, предназначенный для массового контроля величины предварительного напряжения арматуры (каната) в производственных условиях на предприятиях сборного железобетона.

Технические данные ИПН-6

Диапазон измеряемых частот – от 1 до 35 Гц.

Диапазон измеряемых напряжений – от 100 до 180 МПа.

Время измерения – 10с.

Свободная длина арматурного стержня и каната  (база измерения) -   не менее 5м.

Погрешность измерений – не более 4%.

УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ ПРИБОРА ИПН-6

Работа прибора ИПН-6 (рисунок 1) осуществляется следу-ющим образом. Выносной индуктивный датчик 1 устанавливается на расстоянии (0,5…1,0)´10^-2 м от колеблющегося арматурного стержня (каната). Сигнал от индуктивного датчика подается на предварительный усилитель 2, а затем на выходной каскад 3. Электромеханический счетчик отсчитывает число полных колебаний электрического тока. Реле времени 4 включает прибор на 10 секунд.

Таким образом, счетчик фиксирует число колебаний арматурного стержня (каната) за 10 секунд. Для определения частоты отсчет по прибору делится на 10.

1 – индуктивный датчик; 2 – предварительный усилитель;

3 – выходной каскад с электромеханическим счетчиком;

4 – реле времени; 5 – блок питания

Рисунок 1 - Блок схема прибора ИПН-6

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Подготовка прибора к работе

1. Установить тумблер «Измерение – Проверка» в положение «Проверка». (В этом положении прибор измеряет частоту колебаний тока электрической сети 50Гц).

2. Нажать кнопку «Пуск» и через 1-2 секунды отпустить. Прибор должен отсчитать 500±5 импульсов.

3. Кнопкой на головке счетчика сбросить показания прибора.

В случае отклонения показаний от 500±5 импульсов провести регулировку прибора регулятором «Подстройка». Повторять проверку до тех пор, пока показания счетчика не будут равны контрольному числу импульсов (см. пункт 2).

Измерение частоты колебаний арматурного стержня (каната)

1. Установить тумблер «Измерение – Проверка» в положение «Измерение».

2. Создать напряжения в арматурном стержне (канате) 1 с помощью натяжного устройства 4 (рисунок 2).

1 – арматурный стержень (канат); 2 – блок; 3 – динамометр;

4 – натяжное устройство; L – длина базы измерения.

Рисунок 2 - Схема стенда для натяжения арматуры (каната)